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本文作者：雷生霖 单位：中国国家博物馆
内蒙古自治区独特的地理环境和考古人员的积极参与使得内蒙古自治区的航空遥感考古工作一直走在全国的前列。1997年，中国历史博物馆遥感与航空摄影考古中心与内蒙古文物考古研究所和赤峰市文博单位合作，在内蒙古东部区开展了航空摄影考古工作，对辽上京、辽中京、祖陵、祖州城、庆陵、庆州城、元应昌路、元上都、金边堡及城址、陵墓和大型军事防御设施等古代遗存进行了大规模的航空勘察，采集了一批珍贵的影像资料，并出版了《内蒙古东部航空摄影报告集》，该书成为我国航空摄影考古和内蒙古航空遥感考古成熟的一个标志。2004年，内蒙古自治区在内蒙古文物考古研究所成立了内蒙古遥感考古工作站，之后与中国国家博物馆航空遥感考古中心在内蒙古西部地区进行了较多的工作，对西部地区的居延遗址、包头和清水河等地的一些古城、烽燧和边堡等大型遗址进行了一次航空摄影，为内蒙古地区的航空遥感考古奠定了坚实的基础。然而，这几次大规模的航空遥感考古的重点是对已发现的古城址、古遗址或古陵墓进行的一次有目的航空摄影考古。主要是为了从不同的视角来观察和了解这些大遗址、大陵墓的全貌、规模及与周边环境的关系，只是弥补了一些从地面调查和测绘中无法了解的现象，并未发挥航空遥感考古的优势。为了将内蒙古自治区航空遥感考古工作推向深入，中国国家历史博物馆航空遥感考古中心与内蒙古文物考古研究所合作，开展了一次针对一个区域的全方位的航空遥感考古调查工作。我们选择了内蒙古自治区文物考古研究所“浑河下游地区区域性考古调查”这个项目，以这个项目的地面调查资料为基础，从航空考古的角度进行一次全方位、多角度可深入性研究的调查工作，希望将这一区域地面调查资料的研究价值扩大化。
一、工作背景和工作方法
1.工作背景
浑河下游区域性考古调查是2004-2005年内蒙古自治区文物考古研究所为了配合《河套地区先秦两汉时期人类文化、生业与环境》项目，选择内蒙古中南部呼和浩特市清水河县境内的浑河下游地区和准格尔旗境内共280平方公里的区域进行的一次大规模的区域性考古调查（图一；图版一一，3）。调查中发现遗址点共367处，时代从仰韶文化早期———两汉时期，部分还见有辽金、明清时期。通过文字、照片、测绘图和采集遗物等手段记录下了遗址点地理位置、周边环境、地表环境、遗址保存状况和遗迹遗物的一些情况，获得了一批详细而科学的调查资料。此次调查不仅为发掘提供了基础资料，更为研究本地区生态环境的变迁、生业的发展变迁、聚落形态的发展以及社会结构的发展等方面提供了基础资料。
2.工作方法
针对这次航空考古调查的特殊性，参与航空考古的双方工作人员与实施本次航空考古的中国国家测绘研究所的人员进行了沟通，将预期要达到的目标、工作中出现的问题和后期研究工作中的一些设想、目的和意义进行了沟通，遂于2010年制定了详细的计划。希望航空摄影考古能和地面踏查资料结合起来，打破地面踏查的局限，且将航空摄影考古的优势发挥出来。根据要求，我们首次采用了立体影像和成图软件的应用，采用了航空影像区域立体快速解译系统（TOPStereo），成功实现了对大范围多航带立体模型的整体连接，使“立体测图”测绘技术演变成为一种新型的客观真实地形展示技术，从而能够满足我们对真实三维地理数据的强烈需求。
3.工作历程
2010年5月项目开始正式进行，国家博物馆遥感考古中心和内蒙古文物考古研究所的负责人对飞行区域的划定、天气和飞行模式等进行了研究并制定了有序的计划。2010年7月，双方委托中测新图（北京）遥感技术有限公司对调查区域开始进行飞行，采用无人机低空航测遥感系统，这一系统所具有的机动性、高精度和低成本等优势，在内蒙古地区的航空摄影考古中为首次应用。因为属于无人机飞行，所以要对航线进行程序设定，要选择气候和植被都最佳的时间段进行。遂于7月份至8月初完成了调查区域内所有的飞行任务。2010年8月开始至年底，对飞行的所有航线的航片开始整理、统计，编入数据库。并利用航空影像区域立体快速解译系统（TOPStereo），成功实现了对调查区域内多航带立体模型的整体拼接。通过顺利完成对浑河下游地区的航摄任务，无人机低空数码遥感系统再次经受住了实践的考验，顺利的完成1：2000成图比例尺的数字航空摄影，成功实现了连续立体模型观测解译系统辅助考古专业技术人员分析，开启了无人机应用于考古工作的新篇章。
二、区域性航空考古发现的若干新问题
1.航片和立体视图中所见的石城址地面调查中所发现的石城需要图片、测绘图和文字等才能对其进行全方位的了解，但是还是不够直观。本次航空考古所进行的垂直面影像图可了解石城的地理位置、控制范围、周边的地貌和环境，通过立体视图还可切身体验到石城周边的沟壑、水源与石墙的高度以及城内一些地面很难发现的现象。目前，本区域发现的石城皆为阿善三期文化和永兴店文化时期的。阿善三期文化的石城整体面积较小，与阿善三期文化的一般聚落相比较大，且所处位置也并不突出（图二）。从石城的布局和城墙的结构来看，不见瓮城、马面等设施，防御性能明显较弱。这些石城从航片上清晰可见，皆位于河流两岸较小的台地之上，个别石城的地理位置极其特殊，明显不具有居住的条件。如225号石城，处于黄河西岸拐弯处的一个圆形山顶之上，由两道石墙组成，中心有台基，至今还有山神庙的存在。这个石城从航片的观察来看，地理位置以及石城的建筑方式显然不适于人类居住，祭祀性质较强（图版一一，1）；233号遗址位于浑河向北拐弯的临河山体之上，从航片来看，整个遗址最适于居住的平缓地带不见石墙，而在紧挨浑河东岸的坡体下方筑有两三道石墙，所以这个石墙的功能显然与防御无关，更大的可能是保障聚落安全的防洪设施（图版一一，2）。永兴店文化的石城大多选在原先阿善三期文化的石城周边地区（图三），如位于浑河南岸的061号石城选在064号石城西部相邻的山体之上，规模变大且出现了马面、城门等复杂的防御设施（图版一二，1），此外还在浑河北岸正对的山体之上建成了本区域最大的278号后城咀石城（图版一二，3、4），与061号石城隔河相对，显然成为这一时期的一个中心聚落群。浑河南岸、黄河东岸的一处较大的石城351号下塔石城，其南北两侧毗邻深沟，东部仅存有极为狭窄的区域可供出入。通过发掘也表明，这一石城的地理选择极为讲究，东部狭窄的通道上方的坡体处可见结构复杂的石墙、夯土墙和马面、城门等。103号石城也是在225号和090号石城周边营建。这一阶段，仅发现278-061两岸相对的石城一组。以上情况表明，这一区域内区别于一般遗址的石城的出现可早到阿善三期文化偏晚阶段，晚期的石城大多选择在这一阶段出现的石城周边。另外，在几处阿善三期文化的石城中发现有永兴店文化的遗存，表明还存在着永兴店文化大多延用阿善三期文化石城的可能。如果这种可能被证实的话，永兴店文化的石城还存在着在河流两岸两两相对出现的现象。而这种现象还有待于在今后的地面复查或发掘中得到解决。#p#分页标题#e#
2.航片与地面踏查记录的比较发现的一些新问题
发现的一些新问题主要是短时间内部分遗址有了较大的变化，这些变化主要来自于自然力和人为活动的破坏。这在地面调查中难以直观的发现，但在航片中却表现的十分清晰。观察航片可以看到，遭到的严重破坏主要来自于人为的生产和经济活动，而自然破坏在短时间内不会对遗址地貌造成大的改变。自建国以后，这一地区人口激增，对遗址造成了较大的破坏，随着耕地面积的不断扩增，对丘陵、台地和河岸的冲积平原、河槽等地区都进行了农作物的栽种。遗址在水土流失的破坏下，再加上人为的犁、耕、种、挖等活动，又进一步对遗址造成严重破坏。从2004年间的地面调查到2010年的航拍，这一地区在经济利益的驱使下，到处挖矿、建厂使得部分遗址已经遭到几乎毁灭式的破坏，如084、086号遗址点的边缘已经被挖掘机破坏殆尽，遗址周边的文化层已经基本不见，到处暴露着灰白色的岩体，而且正在向遗址中部逼近（图版一二，5）。部分重要的城址的航片与1970年的航片相比，差异极为明显。如101号遗址点为位于黄河东岸的城嘴古城，是这一区域最大的一处战国古城址。1970的航片城址保存状况尚佳，南北两道城墙保存完整（图四，1；图版一二，2）。本次所拍的航片上可见南北城墙西段被修筑的沿黄公路直接破坏，而东城墙已经直接在城墙上方修建为乡间公路，且部分地段还建筑有现代房屋（图四，2）。以278号遗址即后城嘴石城来看，1970年的航片所反映的石城更为清晰，尤其是位于东北部的瓮城结构，清晰可见瓮城的墙体相连基本呈长方形，将城内严密的保护起来，与晚期的瓮城结构已经非常接近了（图五，1）。而四十多年后的今天我们的航片上仅见断续的墙体，仅能猜测为瓮城，但其形状结构已经难以辨析。据两张航片的对比来看，后城嘴村四十年来人口剧增，民居也明显增加，民房的建造直接用石墙上的石块和夯土，使得墙体遭到极为严重的破坏（图五，2）。351号下塔古城是区域性考古调查的新发现，保存较好，并对其进行了详细的地面踏查、测绘和试掘工作，四十年来变化不大，这是因为古城距离村落较远，而自然水土流失对之的破坏不甚明显。主要的破坏是来自于人为开辟耕地、修建梯田对城内文化堆积造成的破坏（图六）。
以上这几处城址前后四十年航片的对比可见，人为的破坏程度显然数倍于自然破坏，历经数千年自然变迁的城址未曾改变它的容颜，而仅仅几十年的时间，由于人口的增加、耕地面积和住房面积的增加，使得它们遭到剧烈的破坏。人类在适应自然、改造自然的同时已经对自然过度的开发和破坏，这些诸多方面的破坏因素，是我们仅靠双腿和地面踏查中目及范围内难以发现和认识的。航拍的补充和我们找到的四十年前的航片进行对比，也让我们对这一地区石城址和其它古城址的破坏有了更清醒的认识。3.航片中的标识是本次航空摄影考古的新发现航片中观察、辨识的一些由于植被、土壤颜色而造成的形状、线条、范围等在许多遗址点中都有发现，目前尚不清楚这些现象是由于哪些原因造成的。部分颜色呈灰褐色的圈或长方形、方形的标识，可能是古代的房址、窖穴；部分古城内发现一些凸起或颜色发深或发浅的可能是某种地面踏查较难发现的墓葬、台基等遗迹。此外还可能是由于地下埋藏在植被上造成的色差，这些都需要进一步的分析和研究，甚至是配合试掘方可得到验证。
三、区域性航空考古的价值
本次航空考古调查是以地面调查资料为基础，首次对某一区域进行的全覆盖性的一次航空摄影调查，不是选择性的飞行调查，而是对地面踏查范围进行的整体飞行。不是为了寻找新的遗址点，而是对地面调查的深化研究。大体可归结为以下几个方面：
1.此次航空遥感考古建立起了中国高原地区航空考古的新模式
航空遥感考古在内蒙古地区的开展，主要进行了沙漠地区考古和内蒙古东部区的大型古城的航拍工作，针对的还是地面调查所难以纵观全局的大型古城和陵墓，基本还是以单个遗址为主，虽然也涉及对遗存的周围环境进行观察，但毕竟注重点不同。而这次全面覆盖性的航拍，是内蒙古中南部高原考古的一次尝试，为以后实施这种全覆盖性的飞行提供了可行性的基础，也开创了高原考古的新模式。本次航空考古以一个区域为基础，对整个区域范围进行全方面的扫描式拍摄，工作量大而艰巨。从区域内将遗址点逐个找出来，确定其方位、范围是一项很繁杂的工作，在工作中我们为了尽最大可能的利用这些资料，走了很多的弯路也做了很多无用的工作，积累和总结这些正确的或错误的经验，对以后开展同类型的航空考古研究提供了借鉴。首次利用航空影像区域立体快速解译系统（TOPStereo），成功实现了对浑河流域区域性考古调查范围内的立体模型的整体连接，使“立体测图”测绘技术演变成为一种新型的客观真实地形展示技术，从而开创了将真实三维地理数据应用到考古调查中来的先例。
2.本次航空考古对地面调查有补充和校正的作用
在考古应用中，无人机低空数码遥感系统作为一种新技术，顺利的完成1：2000成图比例尺的数字航空摄影，成功实现和建立了连续立体模型观测解译系统辅助考古专业技术人员分析，开启了无人机应用于考古工作的新篇章。地面调查提供的坐标、面积、地理位置、周边环境等皆为人力进行的，面积和周边环境大多不是很准确，由1:50000地图所确定的地形图也不能详细表达遗址点的周边环境。而通过此次航拍提供的航片和三维立体图片可以将遗址置身于整个大环境之中来审视，可以校正当时地面调查肉眼观察的不足。特别是大型古城遗址，城内很多遗迹现象在地面踏查时不易察觉，而通过航拍却有所发现。三维立体视图中，对遗址所处的台地或坡地的坡度、范围以及与河流、沟谷的距离有了直观的认识，对进一步分析遗址点内人群的活动范围、取水路径以及与周边其它遗址点的关系等方面提供了可能。另外，通过这一系统的扩展、增容，可以提供遗址点的航拍图片、三维立体图片，加之以前地面调查的文档、图片和地形图等基础数据，可以实现对遗址点最大可能的检索和浏览功能。
3.航空考古为遗址保护提供了最直观的影像资料
如前所述，通过本次航空调查，发现多处遗址受到人为或自然力的破坏，从而为遗址保护提供了直观的影像资料。航空考古发现了许多山体丘陵被破坏的现象，也发现了许多遗址、古城正在被毁坏着。这些遗址、古城大多处于地形复杂、交通不便的丘陵地带，保护起来难度较大。我们发现，自然环境对遗址的破坏是长期的，这一破坏是由于地理环境、地形结构、土壤类型等因素造成的水土流失、冲沟分割、河床淤积、沙化等现象。然而这些自然的破坏却反映出了很多人为的因素，由于人口增加，耕地面积随之增加，使得大量的树木、灌木、草皮等原始植被遭到破坏。国家和内蒙古自治区虽然关注这个问题，对耕地周围的沟壑边缘大面积的退耕，并挖掘有大量育林坑，种植树木，在沙化严重的地方种植柠条和灌木等。但从航片观察来看，育林坑中树木的成活率很低，很多都是空坑，不见树木，而退耕还草的地方也成为羊群常常光顾的地方。这些现象不仅为遗址保护提出了迫切要求，而且也为该地区自然环境的恶化敲醒了警钟。该地区的地形基本为沟壑交错的山体丘陵地带，水土流失严重，对遗址的破坏较大。季节性的河流、突发的洪水都会对沟壑边缘的遗址造成大范围的冲刷破坏。另外，调查区域内铁、铝等矿产资源较为丰富，民间自行发掘矿产的现象极多，从而将遗址所在的山坡、台地已经挖空，使得遗址周边环境和遗址自身的地表环境满目疮痍。部分破坏严重的遗址已经仅剩极小部分，遗址范围已经在航片上难以确认。#p#分页标题#e#
4.航空考古对考古学研究新课题方面的意义
在航片中根据土壤颜色的差异、植被稠密稀疏、阴影的变化、水流痕迹等发现一些新的现象，本次调查在选择的遗址点图中都进行标识。有呈方形、圆形，颜色与周围相比较浅或较深，都是由于土壤的类型造成的。这次航拍，还对调查范围进行三维立体视图资料的采集，从而可以从更加立体化的角度来审视遗址点的环境、地形、植被等情况。对遗址点可以进行面积、高程、坐标等方面的查询，并且通过该测绘系统可以对遗址内沟壑的深度、坡度、面积等进行计算，从而来计算遗址的确切面积，进一步探讨遗址和周边可控制区域内所能承载的耕种、畜牧、打猎、取水等生产和生活方面资源的能力。这种立体视图，尤其对石城所处的环境、地形有了更加直观的认识，使得读者身临其境的来观察石城墙体的走势、墙体的高度、石墙与周围地形的完美配合等情况，对于了解石城所控制的地理范围、人口活动的路线和修建石城的设想等都可以进行推测和探讨。
5.航空考古对本地区未来发展的现实意义
（1）生态环境与生业之间如何协调
人口、耕地的增加，造成了本地区人们的生存压力，这种现象，历史由来已久。正由于这一地区靠近水源、黄土发育浑厚，相对优越的自然条件造成这一地区新石器时代文化较为发达。然而，时至今日，由于生态环境日益恶化，这种依赖自然资源、靠天吃饭的生存状态已经变得越来越艰难。当地居民的饮用水也不得不靠修建水窖收集雨水或储存河水来维系，更何况大面积的浇灌，因而造成土地的贫瘠，单位面积产量低下。为了生存，人们只能不断扩大耕地面积来获取更多的粮食，从而加剧了水土流失，如此恶性循环，造成了更大程度上的生态破坏，使生存环境迅速恶化。从考古角度来看，这一地区人们要想改变现状，必须先把自身的生态环境与生业发展之间的关系协调好。而航片中看到的现实是，退耕还林、种植树木的作用并未得到有力的实施。另外，人们依赖农业无法支持自身的生存，在现代化经济利益的驱使下，开始对地下矿藏进行开发，铁、铝、煤矿的自行开发使得土壤破坏更为严重，千百年来赖以生存的黄河、浑河等水系遭到污染，人们的生存环境剧烈恶化，只能将一个依赖农业发展的地区变成一个千疮百孔的荒山。
（2）建立自身的文化发展模式
该区域内一直是以农业为主要生业方式，在各地区大力发展经济的刺激下，也不断寻求新的发展模式。依赖农业不能达到快速致富和发展，当地农民开始对地下矿产资源进行大肆的随意开发，而不正规的生产方式造成更加严重问题。这些问题不是我们所能考虑周全的事情，需要政府联合环保、地质和土地、水利等多方配合来解决。考古本身不仅仅是探寻古代历史，而是把历史的变迁与当代的发展结合起来，更好的作用于当下人们的生活，所以我们有责任来提出这些发现的问题。目前，考古学越来越多的和其它学科结合起来进行研究，而这一地区自有人类活动以来，生态环境的变迁与人类文化、生业的变迁就是一个很大的课题，这一课题不仅仅是把资料公布出来，而更重要的是给当代的人们提供参考。如何建立该地区自身的发展模式，需要政府和各界的学者专家来共同努力。
总之，此次区域性航空考古调查是建立在地面调查上的一次新的尝试，是第一次针对山坡丘陵地形进行的全方位的覆盖性飞行，发现了很多问题，但在工作中也收获了很多有价值的信息，也为今后内蒙古自治区的航空考古事业的发展提供了借鉴，希望在今后的航空遥感考古工作中不断完善。附记：本次区域性航空考古调查工作中得到内蒙古自治区博物院塔拉院长、内蒙古自治区考古研究所陈永志所长的支持和帮助，特此感谢！此外，特别感谢与我一同参加此次航空考古工作的内蒙古自治区文物考古研究所曹建恩先生以及孙金松和党郁两位同仁。